高中物理《彈力》教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）——模板

基本信息

物理年級(jí)教學(xué)形式新授課

教師單位衡陽市城區(qū)普通高中

課題名稱高中物理《彈力》教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）

學(xué)情分析

通過前面的對(duì)“重力及相互作用”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)力的三要素及作用效果等有了一

定的了解。而且在初中階段的學(xué)習(xí)過程中，也對(duì)彈力有了初步感性的理解和一定的理念基礎(chǔ)。

在高中教學(xué)中要進(jìn)一步協(xié)助學(xué)生深化對(duì)彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學(xué)

生普遍感到難以把握的問題。為此，在這節(jié)課的教學(xué)中要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過形象直觀的實(shí)

驗(yàn)教學(xué)協(xié)助學(xué)生突破難點(diǎn)，并讓學(xué)生在親歷探究的過程中，體驗(yàn)到探究未知世界的樂趣，領(lǐng)

悟科學(xué)探究的真諦。

教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.知道形變和彈性形變，能識(shí)別常見的形變。知道任何物體都會(huì)發(fā)生形變。

2.知道彈力及彈力產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷彈力的有無及彈力的方向。

3.知道胡克定律的表達(dá)式，了解勁度系數(shù)的單位、符號(hào)及物理意義，并能使用胡克定律

解決相關(guān)問題。

4.知道胡克定律的圖象的意義，掌握利用圖象法計(jì)算勁度系數(shù)的方法。

（二）水平目標(biāo)

1.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件分析彈力方向的水平。

2.通過度組“探究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的水平，提升學(xué)生自主、探究和合作學(xué)習(xí)的水平。

3.知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中常用的方法，嘗試使用圖象法實(shí)行處理數(shù)據(jù)。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.真實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，體會(huì)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程中的重要作用。在

用簡單器材顯示微小形變的過程中，體會(huì)放大法的實(shí)驗(yàn)思想，感受學(xué)習(xí)物理的樂趣。

2.通過學(xué)習(xí)彈力在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，發(fā)展將知識(shí)服務(wù)于人類的愿望。

3.從任何物體都能發(fā)生形變?nèi)胧郑囵B(yǎng)學(xué)生用實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度去理解事物本來面目,

不被表面現(xiàn)象所迷惑的科學(xué)觀。

教學(xué)過程

（一）活動(dòng)中感悟親歷體驗(yàn)

（課前每小組分發(fā)一根細(xì)鋼絲，讓學(xué)生在課前自己動(dòng)手繞制一個(gè)小彈簧）

（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）用細(xì)鋼絲繞制的小彈簧，輕輕地拉一拉或壓一壓，感受彈簧被拉伸或壓縮的

同時(shí)，手受到了力的作用。

【思考】這種力是什么性質(zhì)的力？它產(chǎn)生的條件是什么？它的大小、方向和作用點(diǎn)又如何

呢？讓學(xué)生親自感受彈力的存有，從而揭示課題《彈力》。

（演示實(shí)驗(yàn)）讓學(xué)生了解物體的形變。

原狀B施加外力停止用力一

產(chǎn)生形變“形變消失?

（小組討論）上面的這些形變有什么特點(diǎn)：有的形變能夠恢復(fù)原狀，有的不能夠恢復(fù)原狀

【結(jié)論】能恢復(fù)原狀的形變，叫彈性形變；不能恢復(fù)原狀的形變，叫非彈性形變。

讓學(xué)生舉例在日常生活中所發(fā)現(xiàn)或觀察到的一些形變,看看哪些是彈性形變哪些是非彈性

形變。

（播放視頻）：釣魚時(shí)釣魚桿的形變，繩的扭轉(zhuǎn)，皮球與地面接觸時(shí)，網(wǎng)球與球拍接觸時(shí)

都有形變。

觀看視頻，形成印象，物體的形變、因?yàn)樾巫兌a(chǎn)生的彈力在現(xiàn)實(shí)生活中很常見的。讓學(xué)

生感覺到，物理很實(shí)用，物理就在我身邊，從而調(diào)動(dòng)起其學(xué)習(xí)物理的興趣。

（二）放大形變突破難點(diǎn)

一本書放在桌子上，我們知道書本對(duì)桌子有壓力，桌子對(duì)書本有支持力。

【提問】那么壓力和支持力又是怎樣產(chǎn)生的呢？會(huì)不會(huì)也象彈簧一樣因?yàn)槲矬w的形變而產(chǎn)

生的呢？若有這個(gè)形變與彈簧、橡皮條的形變有什么不一樣？

【學(xué)生猜想】沒有，可能發(fā)生了形變，但是因?yàn)樾巫兞刻?，所以肉眼觀察不出來。我們

怎樣來體現(xiàn)微小的形變量。

在課堂教學(xué)中引導(dǎo)滲透微觀放大的物理思想方法。設(shè)計(jì)微小形變實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)大桌上放兩

個(gè)平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M,用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反

射，通過反光鏡的放大原理能夠使墻上的光點(diǎn)移動(dòng)很大的距離。通過放大的思想演示“微小

形變”的過程，讓學(xué)生理解到任何物體受到外力作用后都會(huì)發(fā)生形變的事實(shí)。

【體驗(yàn)】如圖所示，用手壓扁平瓶子半長軸的不同部位，以細(xì)線標(biāo)記處為基準(zhǔn)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)

管中的液面上升或下降，通過觀察液面的升降能夠判斷瓶子發(fā)生形變。請(qǐng)幾個(gè)學(xué)生上臺(tái)體驗(yàn)

表演，激發(fā)了學(xué)生的積極心，信心，進(jìn)一步體會(huì)自然科學(xué)的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦。

（演示實(shí)驗(yàn)）彈簧在較大的力作用下始終處于拉伸狀態(tài)，不能恢復(fù)原狀。

引導(dǎo)得到原因，發(fā)生彈性形變的物體要恢復(fù)原狀是有條件的，不能超過一定的限度，超過

一定的限度，即使撤去力的作用，也不會(huì)恢復(fù)原狀，這種限度叫做彈性限度。從而說明，彈

簧秤不能稱量過大的物體的原因。

【引出概念】我們把這種發(fā)生彈性形變的物體因?yàn)橐謴?fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力

的作用，這種力叫做彈力。像上面我們所熟知的拉力、壓力和支持力就是最常見的幾個(gè)彈力。

（三）分析類比引出條件

（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）被拉長的彈簧使小車右運(yùn)動(dòng)，處于原長的彈簧使小車保持靜止，橡皮泥被小

車壓縮，放手后小車不動(dòng)。

?甲被拉長的彈■

W丙植皮泥板小車壓

ri縮，放手后小車不動(dòng)I使小車向右運(yùn)動(dòng)

橡皮同LQM（^WWWVH

引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：直接接觸并且發(fā)生彈性形變。

力是矢量，彈力也是矢量，設(shè)計(jì)師生共同完成演示實(shí)驗(yàn)，體會(huì)彈力方向。

（演示實(shí)驗(yàn)）A.書本（裝水氣球）與桌面（纖維板）間相互擠壓，并讓學(xué)生完成表格中

的內(nèi)容（加括號(hào)的內(nèi)容）。

B.用電線懸掛著的電燈（用水氣球替代燈泡，用橡皮筋代替電線）與電線的相互拉伸。

施力物體恢

彈力方施力物施力物體形變受力物體形

內(nèi)容復(fù)形變的方

向體的方向變的方向

向

（向

書本對(duì)桌面的壓力（書本）（向上）（向下）（向下）

下）

桌面對(duì)書本的支持（向

（桌面）（向下）（向上）（向上）

力上）

（向

電燈對(duì)電線的拉力（電燈）（向上）（向下）（向下）

下）

（向

電線對(duì)電燈的拉力（電線）（向下）（向上）（向上）

上）

（小組討論）利用表格對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)行分析的過程中，概括出壓力、支持力、繩子的拉力都

是彈力以及這三種力的產(chǎn)生原因和方向。

【結(jié)論】彈力是因?yàn)槭┝ξ矬w發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生，彈力的方向總是指向施力物體形變恢

復(fù)的方向。讓學(xué)生真切地感受到書與桌面、電線與電燈的形變情況，用直觀性降低學(xué)習(xí)的臺(tái)

階。

（四）自主探究，尋找規(guī)律

（演示實(shí)驗(yàn)）：三個(gè)彈簧，兩個(gè)一樣。不一樣的兩個(gè)彈簧上掛一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，另一

個(gè)掛兩個(gè)鉤碼。并提出彈簧彈力的大小與哪些因素相關(guān)？

（學(xué)生討論回答）：與形變量相關(guān)，與彈簧本身相關(guān)。

請(qǐng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是尋找與彈簧的彈力與形變量的關(guān)系。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后分組實(shí)驗(yàn)。

【參考實(shí)驗(yàn)案例】

如圖所示，用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼

的總重；彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出。

【注意事項(xiàng)】

（1）本實(shí)驗(yàn)要求定量測量，所以要盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差。標(biāo)尺要豎直且緊靠指針以減小

讀數(shù)帶來的誤差，每次改變懸掛鉤碼個(gè)數(shù)后，要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù)。

（2）實(shí)驗(yàn)中所提供的米尺精確度為1mm,應(yīng)估讀一位。

彈簧組的說明書已說明每個(gè)彈簧的彈性限度，注意不要超過它的彈性限度使用。

【建議做法】

（1）選擇器材：從彈簧組中選擇一只彈簧懸掛在鐵架臺(tái)的杠桿上：從實(shí)驗(yàn)桌上選擇合適

的鉤碼。（將班級(jí)分成兩大組，選用不同的彈簧實(shí)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)）

（2）首先將實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整妥當(dāng)（如整個(gè)裝置是否豎直平穩(wěn)，標(biāo)尺與彈簧的距離是否合適,

標(biāo)尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi)，是否便于讀數(shù)等）。

（3）讀出彈簧自然下垂時(shí)指針?biāo)缚潭取?/p>

（4）懸掛50g鉤碼一個(gè)，待穩(wěn)定后，讀出彈簧上指針?biāo)缚潭炔⒂?jì)算出彈簧的伸長量記

入表格。

（5）逐個(gè)增加鉤碼，重復(fù)第4步，至少做5組數(shù)據(jù)。

彈簧規(guī)格（）

初態(tài)指針對(duì)應(yīng)刻度（XO/m）

彈簧的彈力（F/N）

指針?biāo)缚潭龋╔/m）

彈簧改變量（△X/m）

（6）圖象法處理數(shù)據(jù)：

在下面的坐標(biāo)紙上，以彈簧彈力為縱軸，彈簧伸長量為橫軸建立坐標(biāo)系，如圖所示。描出

5個(gè)特殊點(diǎn)，以尋找彈簧彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系。

【拓展一步】常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法有：計(jì)算法（求比值、求積、求和、求差等）和

圖象法兩種。兩者比較，圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀、更容易得出物理變化規(guī)律，且該種方法

處理數(shù)據(jù)能更好地減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差。

請(qǐng)各實(shí)驗(yàn)小組派代表上講臺(tái)，用實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)探究情況實(shí)行交流。

讓學(xué)生通過隨堂實(shí)驗(yàn)和親自經(jīng)歷的探究性實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)歷體驗(yàn)中，提升合作學(xué)習(xí)的意識(shí)和水

平。

（五）媒體重現(xiàn)得出結(jié)論

引導(dǎo)學(xué)生使用Excel軟件利用圖象法實(shí)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。在坐標(biāo)紙上，以彈簧彈力為縱軸，

彈簧伸長量為橫軸如圖所示建立坐標(biāo)系，描出5個(gè)點(diǎn)，以尋找彈簧的彈力與彈簧伸長量間的

關(guān)系。得出如圖所示彈力與彈簧伸長間的函數(shù)關(guān)系圖象。

彈簧的彈力隨其長度改變量間的關(guān)系

00.0080.0190.020.030.03B

彈簧改變量（△?」）

【結(jié)論】通過度析實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠得到彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比。

為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說服力，協(xié)助學(xué)生提升分析綜合信息的水平，借助DIS系統(tǒng)研究彈力

問題。實(shí)驗(yàn)變得方便靈活、操作簡單，條理清晰，同時(shí)也讓實(shí)驗(yàn)更具現(xiàn)代科技?xì)庀ⅰ?/p>

【力傳感器演示】將傳感器與彈簧的掛鉤相連，用傳感器把彈簧彈力隨形變量變化的信息

采集到電腦上。給彈簧施加任意由小到大的力，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示以彈簧彈力為縱軸、彈

簧伸長量為橫軸的彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜向上的直線。

0

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1.1?.O3.03,96

力on

“E0.9991.4931.994

【總結(jié)】我們能夠用一個(gè)公式尸=版來表示這種關(guān)系。其中尸是彈簧受到的彈力大小，X

是彈簧的形變量，既能夠是彈簧的伸長量，又能夠是彈簧的壓縮量。

這個(gè)公式實(shí)際上是一個(gè)定律，叫做胡克定律，是英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，其中式子中

的孑是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛每米，符號(hào)是N/m。生活中常說有的彈簧“硬”，有的

彈簧“軟”指的就是它們的勁度系數(shù)不同。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的

直徑、繞法、彈簧的長度等量相關(guān)，這個(gè)量反映了彈簧的特性。式中的X是彈簧的形變量，

即伸長或縮短的量。

（六）鞏固練習(xí)深化拓展

【課堂訓(xùn)練】

1.下列說法中，準(zhǔn)確的是（）

A.鬧鐘是由發(fā)條的彈力帶動(dòng)指針走動(dòng)的，電子鐘不是由發(fā)條的彈力帶動(dòng)指針走動(dòng)的

B.用細(xì)桿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到的彈力是因?yàn)槟绢^發(fā)生形變而產(chǎn)生的

C.繩對(duì)物體拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向

D.木塊放在桌面上受到向上的彈力，是因?yàn)槟緣K發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的

解析：鬧鐘跟電子鐘的工作原理是不同的，鬧鐘是利用發(fā)條的彈力帶動(dòng)指針起動(dòng)的，而電

子鐘則是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng),跟鬧鐘不一樣。而產(chǎn)生彈力的原因是施力物體發(fā)生了形變而產(chǎn)生的。

繩子上拉力的方向是沿繩而指向繩收縮的方向。故選項(xiàng)是A、C。

2.一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它受到10N的拉力時(shí)，長度為12cm,當(dāng)它受到25N的拉力時(shí)長度為

15cm,問彈簧不受力時(shí)的自然長度為多少？該彈簧的勁度系數(shù)為多少？當(dāng)受到20N的壓力

時(shí)，其長度為多少？（均在彈性限度內(nèi)）

解析：有些同學(xué)往往把彈簧的原長、彈簧的長度、彈簧伸長的長度混淆起來。有的同學(xué)還

把彈簧被壓縮時(shí)的彈簧形變量與彈簧伸長量混淆起來。協(xié)助學(xué)生形成認(rèn)真審題、仔細(xì)分析的

解題習(xí)慣，養(yǎng)成規(guī)范解題格式的習(xí)慣。

（七）課堂小結(jié)理清思路

引導(dǎo)學(xué)生在小組分析討論的基礎(chǔ)上實(shí)行總結(jié)，協(xié)助學(xué)生形成知識(shí)綱要，提升學(xué)習(xí)的水平。

【總結(jié)】

a.形變和彈性形變

b.彈力的概念

b.彈力的有無與彈力方向的

d.胡克定律的表達(dá)式，勁度系數(shù)的單位、符號(hào)及物理意義

e.確定彈簧彈力大小的計(jì)算

板書設(shè)計(jì)

（一）彈力

1.形變：物體的形狀或體積的改變叫做形變。形變的原因是物體受到了外力。

拉伸（或壓縮）形變

彈性形變彎曲形變

扭轉(zhuǎn)形變

非彈性形變

彈性限度

2.彈力：發(fā)生彈性形變的物體要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力就叫

彈力。

（1）產(chǎn)生的條件：物體直接接觸并發(fā)生彈性形變。

（2）方向：垂直于接觸面，跟施力物體恢復(fù)形狀的方向一致。

①對(duì)含有接觸面的，總是垂直于接觸面指向研究對(duì)象

②對(duì)于繩、彈簧類的，總是沿著繩或彈簧所在的直線上

（二）胡克定律

1.內(nèi)容：發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小跟彈簧的伸長（或縮短）的長度成正比。

2.公式：F=k,Ax

3.k為勁度系數(shù)，單位牛頓每米（N/m）

作業(yè)或預(yù)習(xí)

【課外研究】我們在物理中會(huì)碰到很多彈力，但他們的方向是有共同規(guī)律的，你

能不能找出？這個(gè)問題希望大家根據(jù)書本在課后去找資料、同學(xué)間相互討論來完

成一篇關(guān)于更一般的彈力方向的規(guī)律的小論文。

自我評(píng)價(jià)

上完這個(gè)節(jié)課，自我比較滿意，回顧一下，有以下幾點(diǎn)值得思考：

1.增強(qiáng)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

實(shí)驗(yàn)過程是學(xué)生積